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背景:长时间机械通气之后的病人,往往出现以膈肌收缩力下降和（或）膈肌纤维发生萎缩为特征的收缩乏力,临床上称之为呼吸机相关的膈肌功能障碍。镇静作为机械通气过程中十分重要的环节,但镇静药物对膈肌功能也存在不同程度的影响。已有数据表明,丙泊酚镇静引起大鼠膈肌收缩力的降低和膈肌纤维的萎缩。右美托咪定镇静可引起机械通气后大鼠膈肌收缩力的降低但并不伴有膈肌纤维的改变。但是以上哪种药物对机械通气后膈肌功能的影响较小,目前仍不清楚。而且咪达唑仑作为临床主要镇静药物之一,而关于咪达唑仑对机械通气后膈肌功能的影响仍缺乏相关报道。所以,我们旨在比较性的研究咪达唑仑、右美托咪定和丙泊酚对机械通气后大鼠膈肌功能的不同影响并探讨其相关机制。目的:（1）比较咪达唑仑、右美托咪定、丙泊酚对机械通气后大鼠膈肌收缩功能和膈肌纤维横截面积的影响;（2）探讨氧化应激、蛋白合成与降解、自噬和微循环改变等机制在咪达唑仑、右美托咪定和丙泊酚对机械通气下膈肌功能的影响中可能发挥的作用。方法:（1）咪达唑仑、右美托咪定和丙泊酚对自由呼吸大鼠膈肌功能的影响。为了避免机械通气的混杂因素,探讨镇静药物本身对膈肌功能的影响,我们创建镇静药物维持的自由呼吸12 h的大鼠模型。体重300±10克左右的雄性Wistar大鼠随机分配为4组,每组6只。（1）对照组（PB组）:戊巴比妥钠维持镇静下的自由呼吸组;（2）实验组1（MZ组）:咪达唑仑维持镇静下的自由呼吸组;（3）实验组2（DD组）:右美托咪定维持镇静下的自由呼吸组;（4）实验组3（PP组）:丙泊酚维持镇静下的自由呼吸组。连续性的监测各组大鼠的心率、动脉平均压和肛温。每4 h检测一次静脉血糖、动脉血气、血细胞计数、电解质和血乳酸水平。根据动脉血压、眼睑反射、踏板反射和掐尾反射判断大鼠镇静深度并及时调整镇静药物剂量。12 h后离体检测膈肌和腓肠肌的电刺激收缩力。HE染色观察基本肌纤维结构,免疫荧光法测量膈肌和腓肠肌纤维横截面积。（2）咪达唑仑、右美托咪定和丙泊酚对机械通气大鼠膈肌功能的影响。体重300±10克左右的雄性Wistar大鼠随机分配为4组,每组5只。（1）对照组（PB组）:戊巴比妥钠维持镇静下的机械通气组;（2）实验组1（MZ组）:咪达唑仑维持镇静下的机械通气组;（3）实验组2（DD组）:右美托咪定维持镇静下的机械通气组;（4）实验组3（PP组）:丙泊酚维持镇静下的机械通气组。连续性的监测心率、动脉平均压和肛温。每4 h检测一次静脉血糖、动脉血气、电解质、血细胞计数和血乳酸水平。旁流暗视野显微镜每6 h测量一次膈肌和腓肠肌的微循环血流。根据动脉血压、眼睑反射、踏板反射、掐尾反射和最高吸气平台压判断大鼠镇静深度并及时调整镇静药物剂量。12 h后离体检测膈肌和腓肠肌的电刺激收缩力。HE染色观察基本肌纤维结构,免疫荧光法测量膈肌和腓肠肌纤维横截面积。Western-blot法检测膈肌HIF-1α、4-HNE、Catalase、SOD1、SOD2、p-Akt/Akt比值、Atrogin-1、Murf-1和LC3B-II/I比值表达水平。透射电镜观察膈肌肌小节结构改变和自噬小体数量。结果:（1）咪达唑仑、丙泊酚和右美托咪定对自由呼吸大鼠膈肌功能的影响:所有组动物在实验结束时的平均动脉压明显低于基础测量值。取材前,各组之间的平均动脉压、心率、肛温、动脉血气、电解质、血糖水平、血乳酸水平和血细胞计数并无显著差异。膈肌电刺激收缩力检测显示MZ组、DD组和PP组的膈肌离体最大强直收缩力、收缩力-刺激频率曲线和抗疲劳能力均显著小于PB组。MZ组、DD组和PP组之间上述肌力指标的对比并无统计学意义上的差异。HE染色并未发现明显的肌纤维形态学结构损伤。免疫荧光提示各组之间的膈肌I型和II型纤维横截面积无显著差异。对于腓肠肌,各组之间的电刺激收缩力指标、肌纤维横截面积均无统计学意义上的差异。实验结果提示咪达唑仑、右美托咪定和丙泊酚对自由呼吸大鼠的腓肠肌功能无明显影响;但其本身在不引起明显膈肌纤维萎缩的情况下,诱导相似程度的膈肌收缩功能障碍。（2）咪达唑仑、右美托咪定和丙泊酚对机械通气大鼠膈肌功能的影响:所有组动物在实验结束时的平均动脉压明显低于测量基础值。取材前,各组之间的平均动脉压、心率、肛温、动脉血气、电解质、血糖水平、血乳酸水平、和血细胞计数并无显著差异。膈肌电刺激收缩力检测显示MZ组、DD组和PP组的膈肌离体最大强直收缩力、收缩力-刺激频率曲线和抗疲劳能力均显著小于PB组。MZ组的上述肌力指标显著小于DD组和PP组;而DD组和PP组之间的肌力指标的对比并无统计学意义上的差异。HE染色并未发现明显的肌纤维形态学结构损伤。免疫荧光提示MZ组的膈肌II型纤维横截面积明显小于DD组和PP组,而DD组和PP组之间的膈肌I型和II横截面积和微循环血流指标均无明显差异。Western-blot结果表明,MZ组膈肌的HIF-1α、4-HNE表达水平显著高于DD组和PP组;而Catalase、SOD1和SOD2表达水平显著低于DD组和PP组。此外,MZ组膈肌p-Akt/Akt比值、Murf-1、Atrogin-1和LC3B-II/I比值表达水平均不同程度的高于DD组和（或）PP组。透射电镜结果显示:相较于PB组,MZ组、DD组和PP组的膈肌自噬小体数量明显增多,其中以MZ组和DD组最为显著。MZ组膈肌肌纤维排列方向不规整,Z线连续性较差。DD组和PP组膈肌肌纤维排列方向规整,Z线排列规整且连续性较好。实验结果提示咪达唑仑、右美托咪定和丙泊酚对机械通气大鼠腓肠肌功能无明显影响。使用咪达唑仑、右美托咪定和丙泊酚维持镇静均可以加重机械通气导致的膈肌收缩功能障碍的程度,而右美托咪定与丙泊酚之间对膈肌收缩功能的影响并无明显区别。与右美托咪定和丙泊酚相比,咪达唑仑镇静加重机械通气导致的膈肌收缩功能障碍更为显著,这可能与其相对较弱的抗氧化应激能力和抗蛋白水解能力有关。咪达唑仑、右美托咪定和丙泊酚对膈肌纤维具有一定的保护作用,其中以右美托咪定和丙泊酚的保护效应更为显著。结论:咪达唑仑、右美托咪定和丙泊酚药物本身在不引起膈肌萎缩的情况下,诱导相似程度的膈肌收缩功能障碍。使用咪达唑仑、右美托咪定和丙泊酚维持镇静均可以加重机械通气导致的膈肌收缩功能障碍的程度,而右美托咪定与丙泊酚之间对膈肌收缩功能的影响并无明显区别。与右美托咪定和丙泊酚相比,咪达唑仑镇静加重机械通气导致的膈肌收缩功能障碍更为显著,这可能与其相对较弱的抗氧化应激能力和抗蛋白水解能力有关。咪达唑仑、右美托咪定和丙泊酚对膈肌纤维具有一定的保护作用,其中以右美托咪定和丙泊酚的保护效应更为显著。